《電氣控制技術(shù)》課程設(shè)計(jì)---工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)往返控制

1、<p>　　《電氣控制技術(shù)》課程設(shè)計(jì)</p><p>　　工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)往返控制</p><p>　　《電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)往返控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)4</p><p>　　一、PLC現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)4

2、</p><p>　　二、工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)6</p><p>　　1、工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)工藝要求6</p><p>　　2、工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)的總體要求6</p><p>　　3、工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求7</p><p>　　三、工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3、過(guò)程7</p><p>　　1．工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)總體方案說(shuō)明7</p><p>　　2．工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制原理圖設(shè)計(jì)8</p><p>　　四、安全注意事項(xiàng)14</p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)17</b></p><p>　　一、PLC現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p&

4、gt;<p>　　1．PLC來(lái)源　　在制造工業(yè)對(duì)改變幾何形狀與機(jī)械性能為特征與過(guò)程工業(yè)對(duì)物理變化與化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征中，大量開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯環(huán)境進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作控制，及大量離散量數(shù)據(jù)收集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)解決方案。1968年美國(guó)GM通用汽車(chē)公司提出取代繼電氣控制裝置條件，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了芯片IC與電子技術(shù)信息控制裝置，使得電氣控制功能

5、解決方案程序化，這就是第一代可編程代碼序控制器，英文名字叫PROGRAMMBLE CONTROLLERPC?！　‰S著電子技術(shù)信息與計(jì)算機(jī)技術(shù)信息發(fā)生，PC功能越來(lái)越強(qiáng)大，其理念與內(nèi)涵也不斷擴(kuò)展?！　∩鲜兰o(jì)80年代，個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來(lái)，也簡(jiǎn)稱(chēng)為PC，為了方便，也為了反映可編程代碼控制器功能特性，美國(guó)a-b公司將可編程代碼序控制器定名為可編程代碼序邏輯控制器PROGRAM MABLE LOGIC CONTROLLERPC，并將“PLC”

6、作為其產(chǎn)品注冊(cè)商標(biāo)?，F(xiàn)在，仍常常將PLC簡(jiǎn)稱(chēng)PC?！　∩鲜兰o(jì)80年代到90年代中期，是plc發(fā)展最快時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30~40%。在這時(shí)期，P</p><p>　　PLC網(wǎng)絡(luò)能力，模擬量處理能力，運(yùn)算速度，內(nèi)存，復(fù)雜運(yùn)算能力均大大增強(qiáng)，不再局限于邏輯控制使用，而越來(lái)越使用于過(guò)程控制方面，有人統(tǒng)計(jì)，除石化過(guò)程等個(gè)別領(lǐng)域，PLC均有成功能使用，PLC在相當(dāng)多使用取代了昂貴DCS，從而使原來(lái)PLC順序控制＋D

7、CS過(guò)程控制模式變成PLC＋I(xiàn)PC模式。</p><p>　　對(duì)太網(wǎng)使用非常廣泛，及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)相比，其成本非常低，為此，人們致力于將對(duì)太網(wǎng)引進(jìn)控制領(lǐng)域。目前挑戰(zhàn)在于：1硬件上如合適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境；2通訊機(jī)制怎么提升其可靠。對(duì)太網(wǎng)能否順利進(jìn)入工控領(lǐng)域，還存在爭(zhēng)論。但對(duì)太網(wǎng)在工控系統(tǒng)使用卻日益增多，適應(yīng)這一過(guò)程，各PLC廠商紛紛發(fā)布適應(yīng)對(duì)太網(wǎng)產(chǎn)品或中間產(chǎn)品。</p><p>　　二、工作臺(tái)自動(dòng)循

8、環(huán)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>　　1、工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)工藝要求</p><p>　　工作臺(tái)自動(dòng)往返循環(huán)控制系統(tǒng)多用于工廠車(chē)間，通過(guò)PLC自動(dòng)循環(huán)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的流水線加工，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率及節(jié)省人力。</p><p>　　2、工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)的總體要求</p><p>　　使用PLC實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)往返循環(huán)工作的

9、控制。</p><p>　　圖A所示為工作臺(tái)自動(dòng)往返循環(huán)工作示意圖，工作臺(tái)前進(jìn)及后退由電動(dòng)機(jī)通過(guò)絲杠拖動(dòng)，要求實(shí)現(xiàn)如下控制功能：</p><p><b>　　(1)點(diǎn)動(dòng)控制：</b></p><p>　　能分別實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和后退的點(diǎn)動(dòng)控制。</p><p>　　(2)自動(dòng)循環(huán)控制：</p><p>　

10、　單循環(huán)運(yùn)行（即工作臺(tái)前進(jìn)及后退一次循環(huán)后停止在原位，碰到換向行程開(kāi)光時(shí)不掩飾）；8次循環(huán)計(jì)數(shù)控制（即工作臺(tái)前進(jìn)及后退1次1個(gè)循環(huán)，每碰到換向行程開(kāi)關(guān)時(shí)停止3秒后再運(yùn)行，循環(huán)8次后停止在原位，原位在SQ2處）</p><p>　　點(diǎn)動(dòng)控制和自動(dòng)控制由條件跳轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)循環(huán)控制程序中，采用傳送指令控制工作臺(tái)前進(jìn)、后退、限位、停止等，其中單循環(huán)控制與8次循環(huán)控制選擇開(kāi)關(guān)S2,8次循環(huán)控制的循環(huán)次數(shù)采用加1指令和比

11、較指令配合直線。開(kāi)關(guān)S1為點(diǎn)動(dòng)控制和自動(dòng)控制，開(kāi)關(guān)S2為單循環(huán)控制與8次循環(huán)控制。</p><p>　　3、工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求</p><p>　　控制裝置選用PLC作為系統(tǒng)的控制核心，根據(jù)工藝要求合理選配PLC機(jī)型和I/O接口。</p><p>　　可執(zhí)行點(diǎn)動(dòng)/自動(dòng)兩種方式，應(yīng)能按照工藝要求編輯程序并可實(shí)時(shí)整定參數(shù)。</p><

12、p>　　要求驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為正、反轉(zhuǎn)雙向運(yùn)行，因此要在PLC控制回路加互鎖功能。</p><p>　　PLC的接地應(yīng)按手冊(cè)中的要求設(shè)計(jì)，并在圖中表示或說(shuō)明。</p><p>　　為了設(shè)備安全運(yùn)行，考慮必要的保護(hù)措施，入如電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù)、控制系統(tǒng)短路保護(hù)等。</p><p>　　繪制電氣原理圖：包括主電路、控制電路、PLC硬件電路，編制PLC的I/O接口功能表。&l

13、t;/p><p>　　選擇電器元件、編制元器件目錄表。</p><p>　　繪制接線圖、電控柜布置圖和配線圖、控制面板布置圖和配線圖等。</p><p>　　采用梯形圖或指令表編制PLC控制程序。</p><p>　　三、工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)過(guò)程</p><p>　　1．工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)總體方案說(shuō)明

14、</p><p>　　工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)的控制對(duì)象電動(dòng)機(jī)均由交流接觸器完成起、?？刂?，與絲桿相連的電動(dòng)機(jī)要采用正、反轉(zhuǎn)控制。</p><p>　　工作臺(tái)的運(yùn)行軌跡上應(yīng)在規(guī)定處設(shè)置前進(jìn)轉(zhuǎn)后退、后退轉(zhuǎn)前進(jìn)、前進(jìn)限位開(kāi)關(guān)、及后退限位開(kāi)關(guān)四個(gè)行程開(kāi)關(guān)。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)內(nèi)部應(yīng)設(shè)有過(guò)載保護(hù)開(kāi)關(guān)，為常閉觸點(diǎn)，作為過(guò)載保護(hù)信號(hào)，PLC控制電路考慮該信號(hào)邏輯關(guān)系。

15、</p><p>　　主電路用斷路器，各負(fù)載回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔斷器，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。</p><p>　　電控箱設(shè)置在控制室內(nèi)。控制面板與電控箱內(nèi)的電器板用BVR型銅導(dǎo)線連接，電控箱與執(zhí)行裝置之間采用端子板連接。</p><p>　　PLC選用繼電器輸出型。</p><p>　　PLC自身配有24V直流電源，外接負(fù)載時(shí)考慮其

16、供電容量。PLC接地端采用第三種接地方式，提高抗干擾能力。</p><p>　　2．工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制原理圖設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)示意圖 如圖1</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　?。?）工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)控制系統(tǒng)方框圖 如圖2</p><p>&

17、lt;b>　　圖2</b></p><p>　?。?）工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制主電路設(shè)計(jì)圖 如圖3 </p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　上述主電路、控制電路的工作過(guò)程：</p><p>　　先合上開(kāi)關(guān)QS。按下SB1，KM1線圈得電，KM1自鎖觸頭閉合自鎖，KM1主觸頭閉合，同

18、時(shí)KM1聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬?duì)KM2聯(lián)鎖，電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)連續(xù)正轉(zhuǎn)，工作臺(tái)向前（左）運(yùn)動(dòng)，移至限定位置時(shí)，擋鐵1碰撞位置開(kāi)關(guān)SQ1，SQ1-1常閉觸頭先分?jǐn)啵琄M1線圈失電KM1自鎖觸頭分?jǐn)嘟獬枣i，KM1主觸頭分?jǐn)啵琄M1聯(lián)鎖觸頭恢復(fù)閉合解除聯(lián)鎖，電動(dòng)機(jī)M失電停轉(zhuǎn)，工作臺(tái)停止前（左）移，同時(shí)SQ1-2后閉合，使KM2自鎖觸頭閉合自鎖，KM2主觸頭閉合，同時(shí)KM2聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬?duì)KM1聯(lián)鎖，電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)連續(xù)反轉(zhuǎn)，工作臺(tái)后（右）移（SQ1觸頭復(fù)位），移

19、至限定位置時(shí)，擋鐵2碰撞位置開(kāi)關(guān)SQ2，SQ2-1先分?jǐn)?，KM2線圈失電，KM2自鎖觸頭分?jǐn)嘟獬枣i，KM2主觸頭分?jǐn)?，KM2聯(lián)鎖觸頭恢復(fù)閉合解除聯(lián)鎖，電動(dòng)機(jī)M失電停轉(zhuǎn)，工作臺(tái)停止后（右）移，同時(shí)SQ2-2后閉合，使KM1自鎖觸頭閉合自鎖，KM1主觸頭閉合，同時(shí)KM1聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬?duì)KM2聯(lián)鎖。電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)連續(xù)正轉(zhuǎn)，工作臺(tái)向前（左）運(yùn)動(dòng)，以次循環(huán)動(dòng)作使機(jī)床工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返動(dòng)作。</p><p><b>

20、　　主要參數(shù)計(jì)算：</b></p><p>　　斷路器QF脫扣電流。斷路器為供電系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)，其主回路控制對(duì)象為電感性負(fù)載交流電動(dòng)機(jī)，斷路器過(guò)電流脫扣值按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的1.7倍整定。</p><p>　　熔斷器FU熔體額定電流IFU。以曝氣風(fēng)機(jī)為例，IFU≥2IN＝2×2.5A＝5A，選用5A的熔體。其余熔體額定電流的選擇，按上述方法選配?？刂苹芈啡垠w額定電流選用2

21、A。</p><p>　　熱繼電器的選擇請(qǐng)參考有關(guān)技術(shù)手冊(cè)。</p><p>　　工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)PLC控制電路設(shè)計(jì) 包括PLC硬件結(jié)構(gòu)配置及PLC控制原理電路設(shè)計(jì)。</p><p>　　硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。了解各個(gè)控制對(duì)象的驅(qū)動(dòng)要求，如：驅(qū)動(dòng)電壓的等級(jí)、負(fù)載的性質(zhì)等；分析對(duì)象的控制要求，確定輸入/輸出接口（I/O）數(shù)量；確定所控制參數(shù)的精度及類(lèi)型，如：對(duì)開(kāi)關(guān)量、模擬量的

22、控制、用戶(hù)程序存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量等，選擇適合的PLC機(jī)型及外設(shè)，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。</p><p>　　根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制PLC控制電路原理圖，繪制PLC控制電路，編制I/O接口功能表。</p><p>　　（4）工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)控制系統(tǒng)PLC接線圖 如圖4</p><p><b>　　圖4</b></p><

23、;p>　　(5)PLC控制電路原理圖 如圖5</p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　（6）PLC電源控制線路圖 如圖6</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　?。?）工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)元件位置圖 如圖7</p><p&g

24、t;<b>　　圖7</b></p><p><b>　　安裝工藝要求：</b></p><p>　　根據(jù)圖紙及參數(shù)合理選擇元件和導(dǎo)線。</p><p>　　導(dǎo)線敷設(shè)要求橫平、豎直，不能有交叉，并束狀敷設(shè)。</p><p>　　導(dǎo)線敷設(shè)結(jié)構(gòu)合理，線路連接關(guān)系清楚。</p><p&

25、gt;　　接線端子序號(hào)與圖紙導(dǎo)線與元件連接相對(duì)應(yīng)。</p><p>　　導(dǎo)線從一個(gè)接線端子到另一個(gè)接線端子連續(xù)無(wú)斷點(diǎn)不能有斷點(diǎn)及連接。</p><p>　　導(dǎo)線與元件連接應(yīng)緊固，不能松動(dòng)。</p><p>　　按鈕線、電機(jī)線、電源線應(yīng)使用軟線。</p><p>　　6)工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)I/O分配表 如表A</p>&l

26、t;p><b>　　表A</b></p><p>　?。?）工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)電氣控制系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)備清單 如表B</p><p>　　表B </p><p>　?。?）PLC控制程序設(shè)計(jì)</p><p>　　采用PLC控制的梯形圖如圖E所示。點(diǎn)動(dòng)控制和單循環(huán)控制由CJ指令實(shí)現(xiàn)。自

27、動(dòng)循環(huán)控制程序中，采用傳送指令，控制工作臺(tái)前進(jìn)后退及限位。8次循環(huán)控制采用加1指令和比較指令配合實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　運(yùn)行并調(diào)試程序：</b></p><p>　　將梯形圖輸入到計(jì)算機(jī)，檢查電源正確無(wú)誤。</p><p>　　對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。 </p><p>　　可不帶電機(jī)負(fù)載，觀察接觸器動(dòng)作情況即可

28、。</p><p>　　先將S1,S2打到斷開(kāi)位置處。</p><p>　　將S1閉合，S2斷開(kāi)，觀察電動(dòng)執(zhí)行情況。</p><p>　　再將S1斷開(kāi)，S2閉合，觀察單循環(huán)過(guò)程執(zhí)行情況。</p><p>　　最后將S1,S2都斷開(kāi)，觀察8次循環(huán)過(guò)程執(zhí)行情況。</p><p><b>　　四、安全注意事項(xiàng)<

29、;/b></p><p>　　1、電動(dòng)機(jī)的金屬外殼及配電盤(pán)必須可靠接地。</p><p>　　2、通電試車(chē)前必須先進(jìn)行自檢，然后在老師指導(dǎo)下進(jìn)行。</p><p>　　3、做好安全防護(hù)工作以防止實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生觸電事故。</p><p>　　4、操作電源開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)按順序進(jìn)行。</p><p>　　5、通電試驗(yàn)時(shí)注意力一定

30、要集中，不能分心。</p><p>　　6、通電試驗(yàn)完畢應(yīng)立即切斷電源并拆除電動(dòng)機(jī)及電源引線。</p><p>　　[1]方承遠(yuǎn)，張振國(guó).工程電氣控制技術(shù)[M].第三版。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.7</p><p>　　[2]方承遠(yuǎn)，王炳勛.電氣控制原理與設(shè)計(jì)[M].銀川：寧夏人民出版社，1989.</p><p>　　[3]田瑞庭.可

31、編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.</p><p>　　[4]田瑞庭.常用可編程序控制器編程器及編程軟件使用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.</p><p>　　[5]顧戰(zhàn)松，陳鐵年.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　[6]王兆義.可編程控制器教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2